高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，該高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)包括電源、控制單元、激勵(lì)光源、光纖溫度傳感器、熒光信號檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元以及顯示單元；電源與顯示單元分別與控制單元相連；控制單元通過激勵(lì)光源與光纖溫度傳感器相連；光纖溫度傳感器依次通過熒光信號檢測單元以及數(shù)據(jù)采集單元接入控制單元。本發(fā)明提供了一種可以實(shí)現(xiàn)1.5米內(nèi)的非接觸測溫且同時(shí)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾性和抗干擾性能的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)。
【專利說明】高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)高壓電氣設(shè)備在線溫度監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種遠(yuǎn)距離非接觸熒光測溫系統(tǒng)，尤其涉及一種可用于中距離(小于1.5米)非接觸測溫的場合的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力領(lǐng)域，隨著電流及電壓的增加，電力設(shè)備的溫度會(huì)持續(xù)升高。這種情況需要監(jiān)控。目前高壓電氣系統(tǒng)常用的測溫方法有熱電阻(Ptioo)、熱電偶(高阻線)等電類傳感器測溫，壓力式溫度傳感器和紅外測溫傳感器等測溫。熱電阻(Ptioo)、熱電偶(高阻線)等方法采用電子學(xué)原理進(jìn)行測量，其數(shù)據(jù)傳輸都是用金屬導(dǎo)線完成，必須近距離放置在高壓電氣設(shè)備附近。傳感器長期工作在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，存在嚴(yán)重的干擾和自發(fā)熱現(xiàn)象。同時(shí)還需要保證傳感器長期處在穩(wěn)定的高壓絕緣狀態(tài)，導(dǎo)致其在溫度測量上存在著原理性的不足。在高壓設(shè)備則無法使用。紅外式測溫為非接觸式的可視測溫，主要通過測量物體的熱輻射，經(jīng)過標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)對被測物體溫度的測量。這種測量方法需要知道被測物體的發(fā)射率，對背景噪聲及其他熱輻射源也有同樣的相應(yīng)要求。對環(huán)境的要求很高，容易受到高壓電磁和環(huán)境溫度的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可以實(shí)現(xiàn)1.5米內(nèi)的非接觸測溫且同時(shí)具有較強(qiáng)的抗電磁干擾性和抗干擾性能的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明提供了一種高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)包括電源、控制單元、激勵(lì)光源、光纖溫度傳感器、熒光信號檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元以及顯示單元；所述電源與顯示單元分別與控制單元相連；所述控制單元通過激勵(lì)光源與光纖溫度傳感器相連；所述光纖溫度傳感器依次通過熒光信號檢測單元以及數(shù)據(jù)采集單元接入控制單元。
[0005]上述光纖溫度傳感器包括傳輸光纖以及設(shè)置設(shè)置在傳輸光纖出射光路上的熒光物質(zhì)；所述控制單元通過激勵(lì)光源與傳輸光纖相連；所述傳輸光纖依次通過熒光信號檢測單元通過數(shù)據(jù)采集單元接入控制單元。
[0006]上述熒光信號檢測單元是光電探測器。
[0007]上述數(shù)據(jù)采集單元包括信號放大器以及A/D轉(zhuǎn)換器；所述熒光信號檢測單元依次通過信號放大器以及A/D轉(zhuǎn)換器接入控制單元。
[0008]上述控制單元采用DSP芯片。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0010]本發(fā)明提供了一種高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，該測溫系統(tǒng)的測量原理是控制激勵(lì)光源輸出調(diào)制后的光源，光源經(jīng)過光纖傳輸?shù)酵还馕镔|(zhì)，突光物質(zhì)受激后輸出熒光，再通過光纖回到探測器，探測器接收到熒光信號后進(jìn)行解調(diào)，獲得光源的相位信息，最終計(jì)算得到熒光的滯后時(shí)間，計(jì)算得到被測對象的溫度，控制單元將溫度信息顯示，本發(fā)明是通過激勵(lì)高壓電氣設(shè)備上的熒光，并計(jì)算熒光材料的熒光壽命而提出的測溫系統(tǒng)，其抗干擾能力強(qiáng)，并避免了紅外測溫易干擾和現(xiàn)場標(biāo)定的問題，具備絕緣效果好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明針對現(xiàn)有高壓場合的測溫問題，實(shí)現(xiàn)了非接觸遠(yuǎn)距離熒光測溫。測量范圍在1.5米以內(nèi)，測量精度I滿足國內(nèi)大部分問題，在同一套同步系統(tǒng)中同時(shí)提供光、電兩種模式的同步信號，可同時(shí)滿足需要以上兩種模式的同步場合。且本裝置采用220V電源供電，且輸出功率較大，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明所提供的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)的原理示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明所提供的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]其中:
[0014]1-電源；2_控制單元；3_顯示單元；4_激勵(lì)光源；5_被測對象；6_A/D轉(zhuǎn)換器；7-信號放大器；8_光電探測器；9_數(shù)據(jù)采集單元；10_傳輸光纖；11_聚光罩；12_準(zhǔn)直透鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本裝置包括光學(xué)系統(tǒng)以及硬件，光學(xué)部分包括激勵(lì)光源4、傳輸光纖10、準(zhǔn)直透鏡、聚光罩11和突光物質(zhì)。硬件由光電探測器8、米樣芯片CPU及外圍電路、電源I組成。在安裝好光學(xué)系統(tǒng)后，測溫系統(tǒng)在上電后進(jìn)入測溫狀態(tài)，自動(dòng)測量光學(xué)系統(tǒng)所對應(yīng)的熒光物質(zhì)的溫度。
[0016]光纖傳感熒光測溫系統(tǒng)測量原理如圖1所示，系統(tǒng)主要由電源1、控制單元2、顯示單元3、激勵(lì)光源4、光纖溫度傳感器(熒光物質(zhì)及傳輸光纖10)、光電探測器8以及數(shù)據(jù)采集單元9組成，電源I與顯示單元3分別與控制單元2相連；控制單元2連接激勵(lì)光源4與數(shù)據(jù)采集單元9 ;經(jīng)光源照射熒光物質(zhì)產(chǎn)生的熒光經(jīng)過光纖傳輸依次通過光電探測器8以及數(shù)據(jù)采集單元9接入控制單元2。
[0017]電源I負(fù)責(zé)給全系統(tǒng)供電，控制單元2控制激勵(lì)光源4輸出調(diào)制后的光源，光源經(jīng)過傳輸光纖10傳輸和準(zhǔn)直透鏡12產(chǎn)生平行光照射到熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)受激后輸出熒光，再通過傳輸光纖10經(jīng)聚光罩11和準(zhǔn)直透鏡12后回到光電探測器8，數(shù)據(jù)采集單元9接收到光電探測器8的信號后進(jìn)行解調(diào)，獲得光源的相位信息，最終計(jì)算得到熒光的滯后時(shí)間，計(jì)算得到被測對象的溫度，控制單元2將溫度信息在顯示單元3上進(jìn)行顯示。
[0018]如圖2，控制單元2、激勵(lì)光源4、光電探測器8、數(shù)據(jù)采集單元以及顯示單元?？刂茊卧?采用DSP芯片，控制著系統(tǒng)的工作進(jìn)程，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。激勵(lì)光源發(fā)出的光經(jīng)過傳輸光纖10傳輸和準(zhǔn)直透鏡12后照射到突光物質(zhì)后,突光物質(zhì)受激發(fā)后輸出突光,突光經(jīng)過聚光罩11和準(zhǔn)直透鏡12后，經(jīng)傳輸光纖10回到光電探測器8，然后由數(shù)據(jù)采集單元9采集光源信號，經(jīng)信號放大器7和A/D轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)化后，將采集的數(shù)據(jù)傳輸至DSP中，在DSP中根據(jù)特定數(shù)據(jù)處理算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到熒光相對于光源的滯后時(shí)間，計(jì)算得到被測對象的溫度。最后經(jīng)DSP把溫度數(shù)據(jù)顯示在顯示器上。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)包括電源、控制單元、激勵(lì)光源、光纖溫度傳感器、熒光信號檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元以及顯示單元；所述電源與顯示單元分別與控制單元相連；所述控制單元通過激勵(lì)光源與光纖溫度傳感器相連；所述光纖溫度傳感器依次通過熒光信號檢測單元以及數(shù)據(jù)采集單元接入控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖溫度傳感器包括傳輸光纖以及設(shè)置設(shè)置在傳輸光纖出射光路上的熒光物質(zhì)；所述控制單元通過激勵(lì)光源與傳輸光纖相連；所述傳輸光纖依次通過熒光信號檢測單元通過數(shù)據(jù)采集單元接入控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述熒光信號檢測單元是光電探測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元包括信號放大器以及A/D轉(zhuǎn)換器；所述熒光信號檢測單元依次通過信號放大器以及A/D轉(zhuǎn)換器接入控制單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓電氣設(shè)備非接觸式熒光測溫系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元采用DSP芯片。
【文檔編號】G01K11/32GK103698047SQ201310639058
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】宋偉, 謝偉, 寇曉闊, 李東堅(jiān) 申請人:國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)院研究院, 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所